遙感圖像處理及應用

第一次作業(yè)：一、何為遙感技術，有何優(yōu)勢？和資源的技術。它是60年月在航空攝影和判讀的根底上隨航天技術和電子計算機技術的進展識別和推斷。遙感技術的優(yōu)勢：遙感技術的優(yōu)勢：10km910km左右。一張陸地衛(wèi)星圖像掩蓋的地面范圍到達3萬多平方千米，約相當于我國海南島的600多張左右的陸地衛(wèi)星圖像就可以全部掩蓋。獵取資料的速度快、周期短。實地測繪地圖，要幾年、十幾年甚至幾十年才能重4、516天可以掩蓋地球一遍。受地面條件限制少：不受高山、冰川、沙漠和惡劣條件的影響。方法多，獵取的信息量大：用不同的波段和不同的遙感儀器，取得所需的信息；不僅能利用可見光波段探測物體，而且能利用人眼看不見的紫外線、紅外線和微波波段進展探測；不僅能探測地表的性質，而且可以探測到目標物的肯定深度；微波波段還具有全天候工作的力量；遙感技術獵取的信息量格外大，以四波段陸79×57m7600000個像元，一幅標準圖像包括四個波段，共有3200萬個像元點。用途廣：遙感技術已廣泛應用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質、地理、海洋、水文、氣象、測繪、環(huán)境保護和軍事偵察等很多領域。二、你對遙感過程是如何理解的？遙感過程可理解為系統(tǒng)的組織構成：被測目標的信息特征--信息的獵取--信息的傳輸與記錄--地物的波譜特征。三、說明遙感的時間區(qū)分率、光譜區(qū)分率、空間區(qū)分率等含義?？臻g區(qū)分率指像素所代表的地面范圍的大小,即掃描儀的瞬時視場,或是地面物體能區(qū)分的最小單元。光譜區(qū)分率,區(qū)分率越高。時間區(qū)分率指對同一地點進展遙感采樣的時間間隔,集采樣的時間頻率。也稱重訪周期。四、簡要說明遙感的進展歷史及其趨勢遙感起源于19世紀的空中攝影，當時主要用于空中偵察。隨著平臺技術的進展，逐步進入航空遙感階段。現(xiàn)代遙感是以航空攝影技術為根底，在2060年月初進展起來的一門興技術。開頭為航空遙感，自1972年美國放射了第一顆陸地衛(wèi)星后，這就標志著航天遙感時代的開頭。經(jīng)過幾十年的快速進展，成為一門有用的，先進的空間探測技術。進展趨勢：1、進展地面,航空,航天多層次遙感,建立地球環(huán)境衛(wèi)星觀測網(wǎng)絡。2、傳感器向電磁波譜全波段掩蓋。3、圖像信息處理實現(xiàn)光學-電子計算機混合處理,因入其他技術理論方法,實現(xiàn)自動分類和模式識別。4、實現(xiàn)遙感分析解譯的定量化與準確化。5GISGPS形成一體化的技術系統(tǒng)。其次次作業(yè)試述目前資源環(huán)境領域應用的主要遙感傳感器的特點及其數(shù)據(jù)類型遙感傳感器是獵取遙感數(shù)據(jù)的關鍵設備，由于設計和獵取數(shù)據(jù)的特點不同，傳感器的種類也就繁多。就其根本構造原理來看，目前遙感中使用的傳感器大體上可分為如下一些類型：攝影類型的傳感器。掃描成像類型的傳感器(3)雷達成像類型的傳感器(4)非圖像類型的傳感器。數(shù)據(jù)類型：數(shù)字高程模型〔DEM〕由等間隔海拔數(shù)據(jù)排列組成；DEM以點為根底，但也簡潔通過將海拔高度點置于格網(wǎng)單元中心的方法轉換成柵格數(shù)據(jù)〔〔的5秒〔0秒〔、1分〔、阿拉斯加USGS數(shù)字高程模型USGS精度更高的DEM數(shù)據(jù)，但費用太高。DEMSPOT數(shù)據(jù)全球數(shù)字高程模型GTOPO30、ETOPO數(shù)字正射影像數(shù)字正射影像圖〔DOQ〕是一種由航片或其他遙感數(shù)據(jù)制備而得到的數(shù)字化影像，其中由照相機鏡頭傾斜和地形起伏引起的位移已被消退；數(shù)字正射影像是地理坐標參考的，并可與地形圖和其他地圖配準二進制掃描文件含有數(shù)值1或數(shù)值0，用于跟蹤矢量化數(shù)字柵格圖形是USGSTIFF、GIF、JPEGGIS軟件的柵格數(shù)據(jù)。第三次作業(yè)：圖像訂正的主要內(nèi)容和方法圖像校正是指對失真圖像進展的復原性處理。引起圖像失真的緣由有：成象系統(tǒng)的象差、畸變、帶寬有限等造成的圖象失真；由于成象器件拍攝姿勢和掃描非線性引起的圖象幾何失真；由于運動模糊、輻射失真、引入噪聲等造成的圖像失真。圖象校正的根本思路是，依據(jù)圖像失真緣由，建立相應的數(shù)學模型，從被污染或畸變的圖象信號中提取所需要的信息，沿著使圖象失真的逆過程恢復圖象原來面貌。實際的復原過程是設計一個濾波器，使其能從失真圖象中計算得到真實圖象的估值，使其依據(jù)預先規(guī)定的誤差準則，最大程度地接近真實圖象。方法：圖像校正主要分為兩類：幾何校正和灰度校正灰度校正方法編輯灰度校正方法：灰度級校正不同程度的灰度級校正,目的是使整幅圖像灰度均勻?；叶茸儞Q針對圖像某一局部或整幅圖像曝光缺乏使用灰度變換灰度比照度。直方圖修正來滿足人們的需要。幾何校正方法：推求受攝軌道;(2)推導標稱軌道;(3)求的傳感器坐標系下任意時刻的標稱LOS單位矢量;(4)引入相關資料與文獻，減小偏置;圖像增加處理的主要方法及應用：方法：比照度變換:線性變換、非線性變換空間濾波：圖像卷積運算、平滑、銳化彩色變換：單波段彩色變換、多波段彩色運算、HIS多光譜變換：K-L變換、K-T變換圖像運算：插值運算、比值運算、分形算法應用：40多年的時間里，快速進展成一門獨立的有強大生命力的學科，圖像增加技術已逐步涉及人類生活和社會生產(chǎn)的各個方面，下面我們僅就幾個方面的應用舉些例子。航空航天領域的應用603代計算機的研制成功和快速傅里葉變換的提出，使圖像增加技術可以在計算機上實現(xiàn)。1964美國噴氣推動試驗室(JPL)IBM7094計算機以及其測器“徘徊者7號”發(fā)回的幾千張月球照片成功的進展了處理。隨后他們又對“徘徊者8進展也推動了硬件設備的提高，比方1983LANDSAT-430m，而如今放射的衛(wèi)星區(qū)分率可到達3-5m的范圍內(nèi)。圖像采集設備性能的提高，使采集圖像的質量和數(shù)據(jù)的準確性和清楚度得到了極大地提高。生物醫(yī)學領域的應用圖像增加技術在生物醫(yī)學方面的應用有兩類理和分析，比方對紅細胞、白細胞、細菌、蟲卵的分類計數(shù)以及染色體的分析；另一類應用X射線圖像的處理，其中最為成功的是計算機斷層成像。1973EMI公司在制造出第一臺XX射線的。工業(yè)生產(chǎn)領域的應用圖像增加在工業(yè)生產(chǎn)的自動化設計和產(chǎn)品質量檢驗中得到廣泛應用和識別、印刷電路板的檢查、食品包裝出廠前的質量檢查、工件尺寸測量以及其它狀態(tài)等，最終實現(xiàn)機器人依據(jù)人的意志完成特別的任務。公共安全領域的應用在社會安全治理方面，圖像增加技術的應用也格外廣泛，如無損安全檢查、指紋、虹膜、掌術鎖定目標位置，比方對有霧圖像、夜視紅外圖像、交通事故的分析等等。試簡述中國資源遙感技術進展與應用概況航空遙感信息采集技術上了臺階多光譜遙感圖像處理技術有了長足進步區(qū)域地質調查、地質災難調查、土地利用動態(tài)監(jiān)測、城市資源環(huán)境綜合調查的方法技術已趨于有用化和工程化,并在一輪國土資源大調查中發(fā)揮作用遙感地質礦產(chǎn)信息形成機理、示礦遙感特別信息提取、遙感資料解譯自動化和定量化以及GIS、GPS技術相結合的應用開發(fā)取得肯定進展成像光譜技術有用化爭論取得可喜進展在土地利用動態(tài)監(jiān)測和中高山地區(qū)地質找礦應用爭論中總結了一套有用的微波遙感技術方法和相關的技術流程進展了海疆島礁和水深遙感調查技術應用航天圖像進展數(shù)字攝影測圖技術取得進展國土資源遙感進展趨勢遙感數(shù)據(jù)源將進一步多樣化,以滿足不同應用領域的需求。為適應國家經(jīng)濟建設飛速進展和一輪國土資源大調查的需要,努力追蹤國內(nèi)外遙感技術進展前沿,,3S技術系統(tǒng)爭論。進一步開展機載和星載成像光譜有用化技術系統(tǒng)爭論,結合國土資源大調查地質災難推測預警工程,開展“數(shù)字滑坡”、干預雷達等方法的有用連續(xù)開展多平臺、多時相、高區(qū)分率衛(wèi)星數(shù)據(jù)和航空遙感數(shù)據(jù)進展土地資源動態(tài)監(jiān)測和礦山開發(fā)環(huán)境監(jiān)測的有用化技術系統(tǒng)建設,開展基于LIS的土地利用變更遙感調查與監(jiān)測的結合自己專業(yè)談一談遙感技術應用——遙感在農(nóng)業(yè)信息化中的應用精準農(nóng)業(yè)上綜合應用精準農(nóng)業(yè)(PrecisionAgriculture)是九十年月以來由興旺國家首先提出的技術實際上就是一種以信息為根底的農(nóng)業(yè)治理系統(tǒng)。其核心技術包括地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(RS)、計算機自動掌握系統(tǒng)和人工智能技術。遙感的技術應用。主要用于以下四個方面：農(nóng)業(yè)資源的調查。監(jiān)測耕地變化狀況，土地開發(fā)利用狀況，東北黑土地保護利用現(xiàn)狀等。農(nóng)作物估產(chǎn)。如北方冬小麥遙感估產(chǎn)，東北春大豆播種面積及產(chǎn)量估測，南方水稻和棉花種植面積及產(chǎn)量估測等。生態(tài)環(huán)境變化監(jiān)測狀況的監(jiān)測等。自然災難監(jiān)測草地螟等遷飛性害蟲遷飛狀況的監(jiān)測，有害生物入侵狀況的監(jiān)測，冰雹、臺風、寒潮、霜凍等災難性天氣狀況的監(jiān)測等。監(jiān)視分類和非監(jiān)視分類的方法及其優(yōu)缺點監(jiān)視分類方法：平行六面體法平行六面體將用一條簡潔的判定規(guī)章對多光譜數(shù)據(jù)進展分類否行成了一個N維的平行六面體。平行六面體的尺度是由標準差閾值所確定的，而該標準差閾值則是依據(jù)每種所選類的均值求出的。最大似然法假定每個波段中的每類的統(tǒng)計都呈現(xiàn)正態(tài)分布一類里最小距離法使用了每個感興趣區(qū)的均值矢量來計算每個未知象元到每一類均值矢量的歐氏距離戶指定了標準差和距離的閾值，否則全部象元都將分類到感興趣區(qū)中最接近的那一類馬氏距離法假定了全部類的協(xié)方差都相等，所以它是一種較快的分類方法二值編碼分類法依據(jù)波段值落在均值的上或下方，把數(shù)據(jù)波普和端元波普編碼為0或1，異或規(guī)律函數(shù)用來將每種編碼后的參考波普同編碼后的數(shù)據(jù)波譜進展比較，生成一副分類影像波譜角填圖分類法是一個基于物理的波譜分類法，它是用N維角度將象元與參考波譜進展匹配，此方法將波個波譜間的相像程度費歇爾線性判別法模型，并進展實證檢驗。非監(jiān)視分類方法：〔一〕波普圖形識別分類〔二〕聚類分析K-means均值算法、迭代自組織的數(shù)據(jù)分析法〔ISODATA〕等。.。系統(tǒng)聚類。這種方法是將影像中每個像元各自看作一類，計算各類間均值的相關系數(shù)矩陣，間的相關系數(shù)小于某個給定的閾值為止。.然后再對各個類進展分類，只要有一個波段的均方差大于規(guī)定的閾值，類就要分裂。各自優(yōu)缺點：監(jiān)視分類的特點：主要優(yōu)點：可充分利用分類地區(qū)的先驗學問，預先確定分類的類別；可掌握訓練樣本的選擇，并可通過反復檢驗訓練樣本，以提高分類精度〔避開分類中的嚴峻錯誤監(jiān)視分類中對光譜集群組的重歸類。主要缺點：人為主觀因素較強；訓練樣本的選取和評估需花費較多的人力、時間；只能不能識別，從而影響分結果〔對土地掩蓋類型簡單的地區(qū)需特別留意。非監(jiān)視分類特點：主要優(yōu)點：無需對分類區(qū)域有廣泛地了解，僅需肯定的學問來解釋分類出的集群組；人〔次數(shù)、分類誤差的閾值等監(jiān)視分類的類別更均質；獨特的、掩蓋量小的類別均能夠被識別。主要缺點：對其結果需進展大量分析及后處理，才能得到牢靠分類結果；分類出的集群與地類間，或對應、或不對應，加上普遍存在的“同物異譜”及“異物同譜”現(xiàn)象，使集群組無法保持其連續(xù)性，難以比照。常用圖像變化方法及其應用常用的有三種變換方法。常用的有三種變換方法。①傅里葉變換：它是應用最廣泛和最重要的變換。它的變換核是復指數(shù)函數(shù)，轉換域圖像是原空間域圖像的二維頻譜，其“直流”項與原圖像亮度的平均值成比例，高頻項表征圖像中邊緣變化的強度和方向。為了提高運算速度，計算機中多承受傅里葉快速算法。②②沃爾什-阿達瑪變換：它是一種便于運算的變換。變換核是值+1或-1的有序序列。這種變換只需要作加法或減法運算,